Split Hopkinson Press Bar / Kolsky Bar

Vad är en Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)?

En Split Hopkinson Tryck Bar (SHPB) används för att testa hög töjningshastighet materialegenskaper hos material. Den Hopkinson bar används för att införa en dynamisk belastning på ett material prov besläktad med det som materialet kommer att uppleva i dynamiska situationer som fordons kraschar eller andra högenergetiska händelser.

Ett Split Hopkinson Press Bar / Kolsky Bar system kommer att innehålla en gas launcher; En infallstav, en överföringsstav; Och en stoppmekanism som är inriktad och monterad på en platt bas.

Gasen launcher som laddas med trycksatt gas för att accelerera en anfallare bar vid en uppmätt hastighet för att skapa en effekt incident. Striker stänger av olika längder används för att producera en rad olika lastvaraktig dvs korta anfallare barer ger kort varaktighet laster. Effekterna av slagfältet på händelsen fältet sänder en spänningspuls som reser ner händelsen bar (vid ljudets hastighet) som detekteras av en töjningsgivare monterad på stången.

Bygg ditt system

Pulsen (en longitudinell våg) fortsätter genom infallstången till materialprovet som ska testas. Provprovet är typiskt monterat mellan infall och överföringsstavar. På grund av impedans missanpassningar, är en del av vågen reflekteras tillbaka in i infall bar (mätt med töjningsmätare) och en del av vågen sänds i transmissionsstången (mätt med töjningsmätare). Den våg som reser genom systemet utlöser datainsamling från spännhålen på både infall och överföringsstänger. Stress-, belastnings- och belastningshastighet beräknas därefter från de data som uppsamlas av belastningsmätarna. Denna uppmätta stam kan verifieras genom användning av en höghastighets kamera som ofta används vid test av hög belastningstest.

En Split Hopkinson Press Bar (SHPB) / Kolsky Bar används för att testa materialets höga materialegenskaper hos material. Hopkinson-baren används för att införa en dynamisk belastning på ett materialprov som är relaterat till det som materialet kommer att uppleva i dynamiska situationer som fordonskrascher eller andra händelser med hög energi.

Förstå materialets prestanda

Från fordonsskyddskomponenter i ett fordon, ballistisk och sprängbeständig rustning, för höga slagsporter och vulkanutbrott, måste forskare förstå prestanda för ett material under dynamiska förhållanden. Split Hopkinson Press Bar / Kolsky Bar är det perfekta verktyget eftersom det ger en kontrollerad impuls av energi.

REL erbjuder testning av klientens material på en intern Hopkinson-bar, komplett med provberedning, SEM-analys och utvärdering. Dessutom konstruerar REL och bygger anpassade Split Hopkinson Pressure Bars / Kolsky Bars för en mängd olika företag och forskningsinstitutioner med spänning, kompression, renhet och chockladdningskapacitet som kan användas vid testning. Inte bara producerar REL en metallisk SHPB för testning av höghållfasta prov, såsom titan och keramik, men de bygger också en icke-metallisk SHPB för testning av låghållfasta prover såsom polymerskum och biovävnader.

REL: s tredje generationens SHPB: SURE-testsystem^TM

REL: s Gen-3 SHPB testsystem har integrerat vad som har lärt sig från tidigare SURE-testsystem plattformar och har optimerat användbarhet, repeterbarhet och säkerhet testsystem.

Gen-3 Split Hopkinson Bar är konstruerad för bättre strukturella prestanda. Den totala massan och styvheten hos testsystemet har ökats med tjock vägg av stål lådsektion rör och laserskurna base plattformar för en stel förbindning av modulsektioner. Gen-3 Sure-Test-plattformen är utformad för att vara modulär i naturen. Denna flexibilitet gör att systemet kan konfigureras i olika storlekar, längder och att integrera olika testmoduler. Dessa variationer ger systemet möjligheten att genomföra en mängd olika testkonfigurationer utöver klassisk SHPB-testning.

Några av dessa testkonfigurationer inkluderar:

Dynamisk böjning
Dynamisk utbrott
Kvasi-statisk spänning / kompression
Medelstor spänning / kompression
Direkt påverkan
Momentumöverföring
Dynamisk hårdhet
Tunn filmstyrka
Accelerationstestning

Förutom den modulära flexibiliteten behåller Gen-3 SHPB-systemet en gemensam uppsättning precisionsgränssnittsfunktioner oavsett alternativkonfigurationer. Detta gör det möjligt för utrustningsoperatören att snabbt ändra maskinens specifika inställning snabbt och effektivt samtidigt som man behåller den exakta inriktningen av enskilda komponenter som krävs för repeterbara dynamiska testhändelser. Dessa funktioner inkluderar en gemensam jord ytplatta däck med integrerade T-spår för arbete innehav och en precisionsinriktningsnyckel för att lokalisera komponenter noggrant med någon speciell inriktningsprocedur.

Hopkinson Bar innehåller också ett linjärt järnvägssystem som är utformat för montering och justering av tillbehörsmoduler som krävs för att färdas längs systemlängden. Dessa moduler omfattar hårdvara som datainsamling (DAQ) arbetsstationer, miljökamrar och höghastighets bild- och belysningsutrustning.

Sure-testsystem design har sett omfattande användning och validering i REL höga strain rate test och utvecklingslaboratorium samt installationer på olika akademiska, militära och kommersiella webbplatser.

Systemsäkerhet

Förutom de säkerhetsutbildning REL leveranser med varje system, är säkerheten för REL system förbättras genom fjärrutlösning av Sure-Launch systemet. Avfyrningsstyr och inkoppling kan tas i ett angränsande rum för att initiera ett test. Låsning ut ur systemet kan fullgöras enkelt genom frånskilj och låser sig på skjutstyrning i en plats utanför labbet. Detta kommer att försäkra att inga un-utbildade användare kan styra SURE-Launch Module.

Teknisk specifikation av vår SHPB:

De detaljerade specifikationerna för ett typiskt system är enligt följande:

SURE-testplattformsutrustning

Tre 10ft Sure-plan botten sektioner. Dessa sektioner kombineras för totalt 30ft av dubbel bred montageskenor som är kompatibla med alla säkert testsystem moduler.
Automatiserad 1 "launcher monteringen. Denna launcher gör anfallaren bar diameter upp till 1 "diameter. Standard tryck enheter driva upp till 300psi och lansering anfallare bar projektiler upp till 300 ft./sec. Hög hastighet enheter är också tillgängliga.
Femton bar stöder kan bära upp till barer 1 "diameter. Dessa stöd är 6 "centrumhöjd
En hydraulisk dämpare med stoppställ utformat för att absorbera överskottsenergi från SHPB och dynamiska effekter testa händelser. Stoppställ fungerar också som en monteringsbas för lastceller, provformbord och fixturer.
En säker Gratis kronograf modul. Sure-Speed är en mycket exakt, kompakt kronograf utformad för SHPB användning. Det registrerar anfallaren hastigheter för dynamisk provning och konfigureras enkelt med en nyckel sockel, justerbar höjd bärare och intuitiva pekskärmen.

SURE-Servo Module

En servo mekanisk testsystem modul för att testa prover vid låga till medelhöga töjningshastigheter. Ett typiskt system har en reduktionsväxel alternativ som kommer att generera upp till 5000lb push / pull up 6 in / sek. I direktdrivning det kommer att generera 500lb push / pull upp till 60 in / sek. Servomodul fästen till SURE-Flat bassystemet och är kompatibel med alla bar end handtag, lock och prov från SHPB hårdvara.
- Greppen används i SHPB testning är kompatibla med servo mekanisk testsystem för att kunna erhålla både kvasistatiska och höga töjningshastighet egenskaper hos material.

Spänningsmoduler och stånguppsättningar

Två uppsättningar av spänningsgrepp och hylsor byggda för att REL: s senaste specifikationen för system barer. REL kommer också att leverera inställningen verktyg som behövs för att installera ett prov i dessa grepp.
- Dessa grepp och hylsor har utvecklats och testats för att ge en konsekvent och förutsebart dynamisk respons genom test händelsen.
- Inställningen medföljande verktyget används för att ställa de griper in i provet vid specificerade trycken. Detta ger konsekvent belastningsrespons från provtest.

Datainsamling och analys

En skena arbetsbänk och lådor skåp. Denna enhet kommer att fästa till tillbehörsskena på Sure-Flat systemet och rulla till vilken position som helst längs systemet. Den används vanligtvis för att montera datorer, signalkonditionerare, oscilloskop och lagra verktyg, prover och kablar.
Revolutionerande processprogrammet - SURE-Pulse är en öppen källkod som fortsatt förädlas för att inte bara producera SHPB testresultat, men också processdata från alla generiska belastning, kan stammen datum användare generera. De senaste funktionerna i SURE-Pulse integrera bilddata som fångas av höghastighetskameror. Med hjälp av digital bildkorrelations SURE-Pulse tomter stam information direkt på de bearbetade exempelbilder. Detta tillåter spännings-töjningskurvan för att jämföras med den verkliga visuella tillstånd hos ett material att kurvan representerar. Resultatfilen är portabel och kan tillåta för analys delas mellan olika användare. De åtgärder som vidtagits för att omvandla informationen bevaras så att back-spårning av testdata.